Aula 02 Bases químicas da constituição celular

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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR 
Aula 02: Bases químicas da constituição celular 
 
AULA 02: Bases químicas da constituição celular 
Biologia Celular 
Elementos químicos e matéria 
• Todo ser vivo é um sistema químico que 
obedece às leis da Física e da Química. 
 
• Diferentes elementos químicos se combinam 
e formam a matéria. 
 
• A matéria compõe todo o universo, incluindo 
a célula e os seres vivos. 
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Tabela periódica dos elementos químicos 
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Os átomos 
Os elementos químicos são representados pelos átomos, 
considerados a menor parte da matéria. 
 
O átomo é composto por um núcleo, que contém prótons 
e nêutrons, e por uma eletrosfera, que contém elétrons. 
 
Átomo de Carbono 12 
 
• 6 elétron 
• 6 prótons 
• 6 nêutrons 
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Níveis hierárquicos de organização dos seres vivos 
Molécula de água 
As células são formadas por moléculas e estas, por sua vez, são formadas pela 
combinação de elementos químicos ou átomos. 
 
De que são formadas as células? 
Hidrogênio 
Oxigênio 
Hidrogênio 
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Níveis hierárquicos de organização dos seres 
Pode-se observar que: 
1. Átomo 
2. Molécula 
5. Tecido 6. Órgão 
7. Sistema 
8. Organismo 
4. Célula 
3. Organelas 
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Composição molecular da célula 
 
As moléculas da célula podem ser: 
 
• Inorgânicas, como a água; 
• Orgânicas, como várias que possuem o elemento 
químico carbono (C) em sua composição. 
 
As moléculas mais abundantes são de água, mas também 
existem macromoléculas orgânicas de proteínas, 
carboidratos, lipídeos e ácidos nucleicos. 
 
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Composição molecular da célula - Água 
É o elemento mais abundante na Terra e pode ser encontrado nos estados físicos 
líquido, sólido e gasoso. 
 
Sua molécula é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de 
oxigênio, cuja fórmula é H2O. 
Molécula de água 
Hidrogênio 
Oxigênio 
Hidrogênio 
Fo
n
te
: 
Fr
ee
p
ik
 
Rins 
Sangue 
Músculos 
83% 
81% 
75% 
Cérebro 
Coração 
Pulmões 
75% 
75% 
86% 
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Água 
• A célula é composta, aproximadamente, por 70% 
de água. 
 
• A variação do percentual de água depende do tipo 
de célula. 
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Água 
• É um solvente universal, capaz de dissolver uma grande quantidade de substâncias. 
 
• É importante para o transporte de substâncias dentro e fora das células. 
Funções da água 
Solvente + Soluto = Solução 
Água Açúcar Água com açúcar 
Clique aqui para assistir a 
Hidrólise de moléculas. 
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A Água 
Participa do mecanismo de termorregulação do organismo. 
 
Permite que reações químicas aconteçam, chamadas de reações de hidrólise 
(quebra de moléculas) e síntese (formação de moléculas). 
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Macromoléculas orgânicas 
Quatro categorias de macromoléculas orgânicas são 
encontradas nas células : 
• Carboidratos; 
• Lipídeos; 
• Ácidos nucleicos. 
• Proteínas; 
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Macromoléculas orgânicas 
As macromoléculas são formadas por moléculas menores, chamadas de monômeros, 
ligadas quimicamente. 
 
• Todas são compostas basicamente por carbono (C). 
 
• Estão presentes, aproximadamente, nas mesmas proporções. 
Monômero 
Dímero 
Polímero 
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Macromoléculas orgânicas 
 
Todos os lipídeos têm uma característica em comum: são 
insolúveis ou pouco solúveis em água, por isso chamados 
de hidrofóbicos. 
 
Lipídeos 
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Lipídeos 
Podemos encontrar diferentes tipos de lipídeos compondo 
a célula e o organismo animal. Os mais comuns são: 
 
• Triglicerídeos; 
• Ácidos graxos; 
• Colesterol. 
• Fosfolipídeos; 
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Lipídeos 
Ácidos Graxos 
 
São moléculas relativamente pequenas, importantes por 
servir de fonte de energia para a célula e por formar os 
lipídeos que compõem a membrana celular. 
 
São formados por longas cadeias de carbono, podendo ser 
saturados ou insaturados. 
 
Os AG saturados só possuem ligações simples entre os 
carbonos, já os insaturados possuem ligações duplas. 
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Lipídeos 
A 
Carne vermelha, leite integral, bacon 
Ácido graxo saturado 
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de tamanho variável 
(4 a 36 carbonos). 
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Lipídeos 
B 
Abacate, nozes, azeite de oliva. 
Ácido graxo monoinsaturado 
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de tamanho variável 
(4 a 36 carbonos). 
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Lipídeos 
C 
Óleo de girassol, óleo de milho, peixe de água fria. 
Ácido graxo poli-insaturado 
Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de tamanho variável 
(4 a 36 carbonos). 
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Lipídeos 
Doenças causadas pelo uso do 
ácido graxo trans: 
 
• Cardivasculares 
• Pode afetar crescimento do feto 
intrauterino 
• Obesidade 
• Aterosclerose 
Os ácidos graxos insaturados podem ser encontrados na forma cis e trans. 
 
A forma trans em excesso é prejudicial à saúde e, na maior parte, consumimos a que é 
produzida durante o processamento industrial para alimentação. 
Ácido graxo cis 
Ácido graxo trans 
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Lipídeos 
Entre os diferentes ácidos graxos existentes destacam-se dois, que são chamados de essenciais. 
 
Esses ácidos graxos não são produzidos pelo organismo animal e, devido à sua importância, 
precisam ser ingeridos por meio da alimentação. 
 
São os ácidos linoleico (ômega 3) e linolênico (ômega 6), que apresentam vários benefícios à 
saúde. 
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Lipídeos 
• Este é um importante lipídeo de armazenamento 
de energia. 
 
• Formam os óleos vegetais (líquidos) e as gorduras 
animais (sólidas). 
Triglicerídeos ou triacilglicerol 
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Lipídeos 
São formados por meio de uma reação de síntese entre uma molécula de glicerol (álcool) e 
três moléculas de ácidos graxos. 
Formação dos triglicerídeos 
A síntese de um 
éster é uma reação 
de condensação. 
Cadeias 
hidrocarbonadas 
apolares são 
hidrofóbicas. 
Ligação éster 
Cada junção dessa 
cauda lipídica 
representa um carbono 
com hidrogênios para 
preencher ligações 
covalentes. 
ou 
Glicerol 
(um Álcool) 
+ 
3 moléculas 
de ácidos 
 graxos 
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Lipídeos 
Os fosfolipídios são os lipídeos de membrana mais importantes, pois formam a 
estruturabásica da membrana celular. 
Fosfolipídios 
Clique aqui para assistir a 
Fluidez da membrana. 
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Lipídeos 
Os fosfolipídios também são formados por ácidos graxos ligados ao glicerol, porém são 
apenas dois. 
 
Além dos ácidos graxos, se liga ao glicerol um radical fosfato e, por isso, são chamados 
de fosfolipídios. 
Fosfato 
Glicerol 
Ácido graxo 
Polar 
Apolar 
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Lipídeos 
Cabeça hidrofílica 
Cauda hidrofóbica 
Os fosfolipídios possuem uma região hidrofóbica e uma região hidrofílica, por isso são chamados 
de anfipáticos. 
 
Esta condição é essencial para que estes se organizem formando a membrana celular: partes 
hidrofóbicas pra dentro e hidrofílicas para fora. 
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Lipídeos 
Colesterol 
O colesterol é um lipídeo esterol encontrado nas células e no organismo animal. 
Colesterol 
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Lipídeos 
O colesterol está presente na membrana em menor quantidade do que os fosfolipídios e sua 
presença interfere na fluidez da membrana. 
 
Além disso, o colesterol é importante por ser precursor de hormônios chamados de esteroides, 
que são os hormônios sexuais e os hormônios produzidos pela glândula adrenal. 
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Carboidratos 
São as biomoléculas mais abundantes na Terra, sendo a 
glicose o carboidrato mais importante. 
 
A glicose é produzida por meio da reação de fotossíntese, 
realizada pelas plantas e pelas algas. 
 
Esses organismos utilizam o gás carbônico da atmosfera, 
a água e a energia luminosa para produzir glicose e gás 
oxigênio. 
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Carboidratos 
Equação geral da Fotossíntese 
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Carboidratos 
A glicose é o carboidrato que as células, preferencialmente, utilizam para produção de 
energia, por meio do processo de respiração celular. 
 
A energia da respiração celular é armazenada na forma de uma molécula chamada de ATP. 
Importância da glicose 
Glicose 
proveniente da 
digestão. 
Oxigênio proveniente da 
 respiração pulmonar. 
Gás carbônico que 
 deverá ser eliminado 
 na expiração. 
Água que poderá 
Ser utilizada no 
Metabolismo celular. 
Será armazenada 
na 
forma de ATP. 
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Carboidratos 
Os carboidratos são divididos em três categorias, de acordo com a sua estrutura 
molecular, em: 
 
• Monossacarídeos: são uma única unidade molecular, base para a 
 formação dos demais. 
 
• Oligossacarídeos: são formados pela ligação de poucos monossacarídeos. 
 Os mais comuns possuem dois e por isso são chamados de dissacarídeos. 
 
• Polissacarídeos: são formados pela ligação de muitos polissacarídeos. 
Classificação dos carboidratos 
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Carboidratos 
Os monossacarídeos mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, que são 
essencialmente energéticos. 
 
Existem monossacarídeos estruturais, como a ribose e a desoxirribose, que compõem a 
estrutura do DNA e do RNA. 
Monossacarídeos 
Ribose Desoxirribose 
PENTOSES 
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Carboidratos 
Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes. 
 
São formados pela ligação covalente, chamada de ligação glicosídica, entre dois 
monossacarídeos. 
Dissacarídeos 
Ligação glicosídica 
MALTOSE 
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Carboidratos 
Os dissacarídeos são fontes de glicose encontrada nos alimentos. São eles: 
Dissacarídeos Unidades formadoras Fontes 
Sacarose Glicose e frutose Frutas, açúcar 
Lactose Glicose e galactose Leite e derivados 
Maltose Glicose e glicose Cereais 
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Carboidratos 
Oligossacarídeos também são encontrados na superfície externa das membranas celulares, 
constituindo o glicocálice, que é importante para a sinalização celular e adesão entre as células. 
 
Estão ligados às proteínas e aos lipídeos da membrana, formando glicoproteínas e glicolipídeos. 
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Carboidratos 
 
Os polissacarídeos são longas cadeias 
(polímeros), lineares ou ramificadas, que 
podem ser formadas por um único tipo de 
monossacarídeo, chamado de 
homopolissacarídeo, ou por vários tipos, 
chamados de heteropolissacarídeos. 
 
Polissacarídeos 
HOMOPOLISSACARÍDEOS HETEROPOLISSACARÍDEOS 
LINEARES RAMIFICADOS 
DOIS TIPOS DE 
MONÔMEROS 
LINEARES 
MÚLTIPLOS 
MONÔMEROS 
RAMIFICADOS 
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Carboidratos 
Os polissacarídeos têm importância de reserva energética e estrutural, dependendo 
da molécula formada. 
 
Os polissacarídeos mais comuns são o glicogênio, o amido, a celulose e a quitina. 
Polissacarídeo Origem Importância 
Glicogênio Animais e fungos Reserva energética 
Amido Plantas Reserva energética 
Celulose Plantas Estrutural 
Quitina Animais e fungos Estrutural 
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Carboidratos 
• O glicogênio é a forma do organismo animal armazenar glicose, sendo 
uma reserva energética acumulada, principalmente, no fígado e 
músculo estriado. 
 
• O amigo é a forma das plantas armazenar glicose, servindo como base 
para a alimentação animal. 
 
• A celulose forma a parede celular das células vegetais. 
 
• A quitina está presente no exoesqueleto dos artrópodes, como os 
insetos, e também na 
parece celular de fungos. 
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Proteínas 
As proteínas também são polímeros, formadas pela ligação peptídica entre 
vários aminoácidos. 
 
Desempenham diferentes funções no organismo, além de estarem 
presentes na membrana celular. 
 
Algumas proteínas são hormônios, enzimas, fazem transporte de 
substâncias, participam dos mecanismos de cicatrização e coagulação 
sanguínea, além de ser um importante nutriente. 
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Proteínas 
Ligação peptídica entre cinco aminoácidos 
Extremidade 
aminoterminal 
Extremidade 
carboxiterminal 
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Proteínas 
Os aminoácidos são pequenas moléculas com características próprias 
que desempenham diferentes funções, além de formar as proteínas. 
 
Existem vinte diferentes aminoácidos compondo as proteínas, que 
são ligados seguindo uma sequência específica, que é determinada 
pelo código genético presente no DNA. 
Aminoácidos 
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Proteínas 
Tabela do código genético 
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Proteínas 
Dos vinte aminoácidos que formam as proteínas, o organismo humano não é capaz de produzir 
oito, que são chamados de essenciais. 
 
Estes oito aminoácidos, como são importantes, precisam ser adquiridos por meio da alimentação. 
São eles: 
 
• Valina; 
• Leucina; 
• Isoleucina; 
• Fenilalanina; 
• Triptofano; 
• Metionina; 
• Lisina. 
 
Os outros doze aminoácidos, que são produzidos pelo organismo, são chamados de não essenciais.AULA 02: Bases químicas da constituição celular 
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Proteínas 
Além de formar as proteínas, os aminoácidos são importantes: 
 
• No controle do pH dentro da célula; 
• Por atuar como neurotransmissores, como o GABA e outros; 
• Por originar neurotransmissores, como a serotonina a partir 
do triptofano; 
• Por serem usados como fonte de energia. 
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Ácidos Nucleicos 
Os ácidos nucleicos 
 
São moléculas que se encontram principalmente no núcleo, formadas 
por muitas unidades de nucleotídeos ligados por ligações fosfodiéster. 
 
Existem dois tipos: 
 
• DNA (ácido desoxirribonucleico); 
• RNA (ácido ribonucleico). 
 
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Ácidos Nucleicos 
Ácido Desoxiribonucleico (DNA) 
 
O DNA é a molécula responsável por guardar a informação genética 
da célula, que é passada para as células-filhas a cada divisão celular. 
 
A hereditariedade das características dos seres vivos se deve à 
transmissão de cópias do DNA para as demais células. 
 
 
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Ácidos Nucleicos 
O DNA é formado por duas cadeias de 
nucleotídeos unidas entre si por meio de 
ligações de hidrogênio, em forma de 
espiral. 
 
As ligações de hidrogênio ocorrem entre 
as bases nitrogenadas, um dos 
componentes de um nucleotídeo. 
Ácido 
Desoxirribonucléico 
Bases de 
Nitrogênio 
Citosina 
Guanina 
Adenina 
Timina 
Timina 
Adenina 
Esqueleto de 
fosfato - 
- desoxiribose 
Guanina 
Citosina 
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Ácidos Nucleicos 
O RNA é importante para que a informação 
genética presente no DNA possa ser 
utilizada. 
 
A molécula de RNA é formada por uma 
única cadeia de nucleotídeos. 
Ácido ribonucleico (RNA) 
Bases 
de Nitrogênio 
Ácido 
Ribonucléico 
Citosina 
Guanina 
Adenina 
Uracila 
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Exercício 
1) (Unifor-CE) As fibras musculares estriadas armazenam um carboidrato 
 a partir do qual se obtém energia para a contração. Essa substância 
 de reserva se encontra na forma de: 
 
a) Amido 
b) Glicose 
c) Maltose 
d) Sacarose 
e) Glicogênio 
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Exercício 
2) (UFR-RJ) As plantas e animais utilizam diversos componentes químicos na formação 
 de partes importantes de seus organismos ou na construção de estruturas importantes 
 em sua sobrevivência. A seguir estão citados alguns: 
 
I – O esqueleto externo dos insetos é composto de um polissacarídeo. 
II – As células vegetais possuem uma parede formada por polipeptídeos. 
III – Os favos das colmeias são constituídos por lipídios. 
IV – As unhas são impregnadas de polissacarídeos que as deixam rígidas e impermeabilizadas. 
 
Estão corretas as afirmativas 
a) I e II. 
b) I e III. 
c) I e IV. 
d) II e III. 
e) II e IV. 
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Exercício 
3) (UEMS) Em relação aos ácidos nucleicos, a única afirmativa incorreta é: 
 
a) Participam da síntese proteica que ocorre nos polissomos, localizados no citoplasma 
 das células eucariontes. 
 
b) A síntese de RNA a partir de DNA recebe o nome de transcrição. 
 
c) Adenina, timina, citosina e guanina são as bases nitrogenadas do DNA. 
 
d) Hoje em dia, técnicas modernas de estudo do DNA estão sendo muito usadas em 
 paternidades duvidosas e crimes. 
 
e) Em seres como os vírus, encontramos os dois tipos de ácidos nucleicos, DNA e RNA, 
 espalhados no citoplasma viral. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO. 
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Ler o capítulo 2 — Membrana 
Celular 
 
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